高比例可再生能源电力系统中电量约束型机组参与现货市场的机制

新型电力系统迫切需要发展各种灵活性调节资源,必须要为灵活性调节资源设计合理的市场机制。但储能、调节式水电站等电量约束型机组的成本特性与传统电源有显著差别,基于火电为主体的电力系统设计的现货市场机制不适应电量约束型机组的特点。为此,分析了电量约束型机组的特性差异,发现其稀缺资源由电力转为电量,其成本与电量而非出力水平相关,进而论证了针对电量约束型机组特点、构建全新报价机制的必要性。在此基础上,提出了电量约束型机组在现货市场的报价机制,由申报功率量价曲线变为申报电量量价曲线,设计了考虑电量约束型机组的新型电力系统现货市场出清模型。为了激励储能参与现货市场,还提出了与现货市场相耦合的储能容量机制。算例验证了所提机制和模型的有效性。

电量约束比条件下梯级水电站短期优化调度研究

梯级水库的发电调度问题本质上是一个高度非线性的数学规划问题,并且随着梯级规模的增大,其解空间变得极其庞大且无规则,这给梯级水库优化调度计算带来了巨大障碍。本文结合四川省某流域梯级电站的实际背景,把该梯级水电站发电收入最大作为目标函数,建立了包含约束条件的优化调度模型,运用逐步优化算法(POA)对模型进行寻优,克服了动态规划算法的"维数灾"问题,并考虑了电量约束比问题,最后给出了短期优化调度算例结果与分析,具有一定的实际应用价值。

考虑机组发电量约束的短期电能计划安全校正

在编制短期发电计划时,为保证机组年度、月度合同电量的完成,需要对部分机组的日发电量进行限定,电能计划安全校正优化计算需要考虑这类约束。发电量属能量量纲,而安全校正模型中优化变量为机组出力,属功率量纲,且分时段独立建模,这给引入该约束造成一定困难。本文综合分析了机组发电量约束及安全校正计算的特点,提出了一种有效的处理方法,通过修正机组出力可调整量约束,将发电量约束隐含于各越限时段的建模和计算过程中,在安全校正计算完成后自然得到满足。提出了电量分解算法及动态修正步骤。该处理方案只修正约束值,不增加约束条件个数,实用性强。在某省调的实际应用结果证明了解决方案的有效性。

计及需求响应电量约束的日前调度策略

由于风电出力的不确定性对电网的安全稳定具有重要影响,在电力系统调度中考虑需求响应,可以提高系统对风电的消纳能力,保证系统运行稳定性。本文将需求侧资源融入到优化调度模型中,以经济性最优为目标,在发电总成本函数中加入调用负荷成本,在此基础上增加考虑需求侧可控负荷的电量约束条件以提高调度运行的可靠性。采用混合整数线性规划方法,建立计及需求响应电量约束的日前调度模型,并在6节点系统算例中仿真验证了该方法的有效性。

特高压直流合约交易电量约束下送端电网日前调度优化

文中建立了考虑长期合约交易电量约束的新能源高占比送端电网随机生产模拟两层框架。其中,上层根据系统多年运行数据提取负荷和新能源出力特性,并考虑水电丰、枯水期的季节特性进行长周期随机生产模拟,求解送端电网待优化目标年、月内的日直流外送电量;下层结合上层优化得到的日直流外送电量和日前预测场景进行日前直流外送功率的调整优化,采用分布鲁棒优化模型,根据不确定分布集合的形式,将不确定问题转换为确定性二次约束二次规划(QCQP)问题,进一步采用重构线性化技术将QCQP模型转化为易于求解的线性规划问题,将日前优化得到的直流外送修正电量返送至上层,通过重启上层优化可以更新后续剩余合约电量及分配计划,以更新后续日前调度优化的直流外送初值。参照中国西北某省级送端电网的能源构成和分布建立仿真算例进行验证,结果表明所提方法在保证安全性的同时,有效提高了系统运行的经济性,促进了新能源的消纳。

发电竞价交易中电量约束的处理研究

提出了快速、有效处理电量约束的理论和方法,并通过实例验证了理论的正确性和处理方法的有效性。

求解电动汽车车辆路径问题的双种群协同进化算法

绿色物流领域新兴的电动汽车车辆路径问题,由于需要对车辆路径和充电决策同时优化,搜索空间急剧增大,且需要同时满足容量和电量双重约束,现有方法难以快速找到质量较优的可行解。为此,提出一种基于双种群的协同进化算法,通过忽略电量约束构造简单带容量约束的车辆路径问题,辅助原始复杂问题的快速求解。为实现其间信息交互,设计一种基于改进距离邻接矩阵的解序列特征表示方法,旨在同时获取客户访问顺序和车辆指派信息;利用降噪自编码器构建2个问题解之间转换关系,以实现问题域间知识迁移。将该算法与目前常用的3种启发式算法和2种进化算法在不同规模测试集上进行对比,试验结果表明所提算法具有更快收敛速度且所获解集具有更好收敛性。

基于改进NSGA⁃Ⅱ算法的多AGV多任务分配研究

针对自动仓储系统中多AGV的批量任务分配问题,以总任务等待时间、AGV负载均衡指数、总AGV能耗为目标,以AGV和任务的匹配关系为决策变量构建多目标优化数学模型,加入电量约束条件。为克服传统NSGA⁃Ⅱ算法存在的收敛速度慢、种群多样性维护差等不足,提出三种改进策略:改进交叉和变异算子,采用顺序交叉算子、逆序和单点相结合的混合变异算子;改进拥挤度计算公式,提出非线性平均绝对差的拥挤度计算方法;提出从局部和全局双角度调整的动态参数自适应调整策略。最后,设计多AGV多任务分配的仿真实验。实验结果表明:改进的NSGA⁃Ⅱ算法有效解决了多AGV多任务分配问题,同时,所提出的改进策略有效提高了算法的收敛速度、稳定性和鲁棒性。

基于水能综合经济指标的水电厂经济运行研究及应用

提出水能综合经济指标,作为实行分时电价的水电厂的运行管理指标,更能体现水能资源的经济效益。建立基于水能综合经济指标最大准则的水电厂经济运行优化模型,并考虑电量约束比限制,利用动态规划算法进行模型求解。实例应用表明,该模型适用于实行分时电价的水电厂,可提高电厂发电效益,实现水能资源最大化利用。

基于分支定价算法的电动汽车车辆路径问题

目前,随着电动汽车的普及,物流企业逐渐重视电动汽车的应用。本文考虑到电动汽车在实际应用中的行驶里程、充电耗时以及配送时间等因素,研究含时间窗的电动汽车车辆路径问题,建立了相应的混合整数规划模型,然后改进分支定价算法以求得其最优解。改进的分支定价算法首先根据Dantzig-Wolfe分解原理将原问题分解为基于路径的主问题(MP)和求最短路径的子问题,然后用列生成和动态规划算法在主问题和子问题之间进行迭代以求得主问题线性松弛后的最优解,最后采用基于弧的分支策略求得其整数解。通过用改进的Solomon算例的实验数据,与CPLEX比较验证了模型和算法结果的准确性,并对该问题进行了灵敏度分析,证明了本文提出的算法具有一定的应用价值。

考虑风电并网友好性的日前分层调度计划模型

为了最大程度消纳风电及激励风电场改善并网特性,提出了一种考虑风电并网友好性的日前分层调度计划模型。上层调度模型中,通过风电和常规机组的协调调度,实现系统综合成本最小的目标。下层调度模型中,建立风电友好性评估模型对风电场并网友好性予以评估。以风电功率预测信息及上层调度模型的风电出力计划等作为约束,制定各风电场的日前调度出力计划。最后通过在IEEE 30节点系统进行算例仿真,验证了该方法的有效性。

考虑电网安全校核的月度电力撮合交易算法

由于贵州电网存在网络约束,传统的月度集中撮合交易会影响电网的安全性,因此基于电力市场传统无约束集中撮合理论和流程,提出考虑电网安全校核的月度集中撮合交易算法,通过厂群电量约束来提升集中撮合交易的安全性和经济性。以2016年贵州电力交易的实际数据构造算例,生成有、无厂群电量约束的成交结果并进行对比分析,结果表明所提方法有利于建立平衡有序的电力市场机制。最后指出,非线性规划、电力电量折算是尚需解决的问题。

基于终端电池状态信息的SWIPT公平传输策略

针对终端电量耗尽的问题,提出将终端电池状态信息考虑到SWIPT传输策略中,并提供了一种速率公平传输策略。所提方案利用终端电池状态信息限制终端可容忍的最大速率及能量,以最大化最小用户速率为优化目标,以速率/能量需求以及终端可容忍的最大速率/能量为限制条件,优化发送功率与功率分流因子。为了求解该优化问题,首先根据电池电量对终端进行分类,然后利用提出的基于交替优化的算法进行求解。所提方案通过合理分配发送功率与功率分流因子,控制较低电量用户的接收速率,以避免其所需能量消耗超过电池电量。仿真结果表明,所提方案延长了用户电池寿命且避免了电池电量的耗尽,其用户速率公平性随着用户间电池电量差距的减小而提升。